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摘要:随着经济和科技水平的快速发展,我国的建筑工程行业在不断的发展中,不仅加强对施工技术方面的研究,还更加注重对建筑设计方面的研究,这是因为建筑结构设计直接关系到项目的建设质量和建设效果,建筑结构设计中最为重要的一部分就是抗震设计。地质灾害的发生具有不可控性,对于人类社会的破坏也是极其重大的,尤其是地震灾害的发生,突发性强、灾害性大,且不可预测,影响范围广,建筑物的抗震等级不够,容易发生倒塌,还会给周边建筑带来危害。建筑结构设计中的抗震设计是要考虑到建筑本身的结构特点以及当地的抗震需求,针对建筑抗震能力完成结构设计、空间设计和平面设计等,保证建筑物的稳固性,也为人民生命财产安全提供可靠的保障。
关键词:建筑结构;抗震设计;应用
引言
目前,我国的建筑行业在飞速的发展,人们的生活质量也在逐渐的提高,与此同时,人们对建筑的安全性能的要求也越来越高,我国正在不断的更新建筑抗震等级规定,以促进中国建筑业的发展,同时为建筑业提供强大的驱动力。建筑结构抗震优化设计能够保证建筑工程质量,提高建筑结构抗震性能,最终保证人民生命财产的安全。
1建筑抗震设计对整体建筑设计的作用
建筑的整体设计是基础,有了整体的结构设计才会有抗震的结构设计,抗震设计应该和整体的建筑设计很好地融合,从而达到一个完整的结构体系。如果设计人员能够在建筑的整体设计中很好的考虑到抗震这方面,会使建筑的使用性能提高;如果不考虑这方面的因素,会很大程度上减少建筑的有效使用年限,会在突如其来的自然灾害中造成大规模毁坏,给人们的人身安全和财产安全受到了很大的损失,也会给公共资源造成不必要的浪费。所以建筑的抗震设计一定要被设计师考虑进去,这样才能增加建筑的稳定性和长期使用性。
2抗震设计目标与原则
明确设计目标,能够对建筑结构抗震性能进行提高。建筑结构抗震设计主要对象是整个建筑,目的是对整个建筑的抗震性能进行提高,在设计过程中避免出现薄弱环节,对建筑结构的整体性能造成影响。在抗震设计过程中,应对建筑设计原则进行遵循。首先,抗震设计应对建筑物的整体结构性能进行掌握,在提高建筑结构的刚度时,应利用严格的计算和应力分析来进行。其次,要实现建筑结构的合理设计,均匀分散强度,防止建筑结构出现薄弱环节。第三,对结构的刚度进行保障,以便抵抗地震的冲击,提升建筑结构的抗震性能。
3建筑工程结构设计中抗震设计的重要性
建筑工程结构的设计不仅对其整体的美观度和稳定性有一定的影响,通过结构设计中的抗震设计还能对建筑物的安全度进行加强。随着生活水平的不断提高,人们对建筑物的质量和安全也有了更高的要求。城市中,大多数建筑物是人们生活和工作的场所,因此建筑质量的高低好坏直接影响到人们的财产和生命安全,尤其在地震多发的地带,合理的利用建筑工程的空间构造可以在很大程度上减少地震灾害对建筑物的破坏,提高居民的安全系数,降低灾害破坏程度。另外,虽然我国地震发生频率较低,但是多数的地震的可预测性较小,因此在建造房屋时就应该考虑到对地震灾害的抵抗能力。综上所述,建筑工程结构设计中,抗震性的设计具有极大的必要性。
4建筑结构抗震优化策略
4.1建筑平面抗震优化策略
在建筑平面设计中,想要体现建筑功能空间的利用需求,应坚持均匀对称的原则。倘若墙和钢构件不对称,则结构在地震发生时会受到不均匀的力,这会破坏局部墙体或整个建筑物。该设计的中心内容是建筑平面的组合和单间的设计,在设计单人房时,有必要对每个房间的建筑面积,以及门窗的位置进行确定,并在选择与单间建筑面积和门窗相适应的平面组合方式时,应根据实际的建筑工程施工情况来进行。例如,利用单元平面组合,实现空间的一体化使用,通常单元式平面组合在商业建筑中,高层办公建筑中的应用比较多,对建筑结构的整体刚度和抗扭性能提高有着非常重要的作用。当垂直交通设计中心在平面外时,应采取措施减少角落门窗的开度,避免出现“转角效应”的现象。
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4.2非结构构件设计
建筑结构设计中的非结构构件主要是依附在主体结构上,在设计的过程中对于女儿墙、内隔墙、围护墙、填充墙这些非结构构件的设计要更加关注,加强这些部分的结构设计,可显著提高建筑抗震性。在设计雨篷、女儿墙这些附属构件时要从整体角度考虑,做好连接和锚固工作。例如填充墙的局部高度可能就会造成主体结构的短柱出现脆性破坏。填充墙、内隔墙和围护墙设计中还要减少主体结构的自震周期,对其刚度分布予以改变,使构件在地震作用下的内力分布得到有效改变,缓解其受力状态。而对于建筑结构中的顶棚、贴面、建筑装饰以及悬吊物部分,则需要综合性的采用柔性连接和刚性连接的双重手段,防止这些构件在地震中发生破坏和脱落。
4.3建筑结构抗震体系
合理选择建筑结构抗震体系是保障抗震设计质量的重要因素,建筑体系是否合理直接决定了建筑工程的经济性、安全性。在建筑结构抗震体系设计当中,需要重点从以下三点入手:其一确保建筑结构体系合理性,需要避免部分结构遭到破坏对整个工程的影响,同时也包括部分构件遭到破坏造成整体结构瘫痪。所以在建筑结构抗震设计中需要保留一定的冗余度,并具备较好的变形能力。如果发生了地震灾害,即使局部出现了严重损毁,其余部位也要能够承担横向、纵向荷载,提高建筑结构整体的稳固性。其二确保建筑结构抗震性设计的清晰性,明确设计当中地震力的传递路径,在对竖向建筑构件进行布置当中,要保证重力荷载均匀,并对楼屋盖梁体系设计当中,垂直重力荷载需要以最短路径向竖向构件传递。保证建筑整体抗侧力结构的剪力墙、支撑系统、框架等相互联系,结构体系受力明确。其三确保建筑结构体系的刚度、强度满足要求,避免因为局部刚度、强度产生变化而影响整个结构。在设计框架结构过程中,需要重点考虑节点问题,避免节点被破坏,对于抗震性能较为薄弱的部位要采用更加合适的防护、加固措施,这样即可提高抗震性能。
4.4在有利的场地构建地基
根据工程竣工后投入使用的需要,设计师要根据地理位置来确定建筑物应该具备多大的抗震系数,从而来设计抗震结构。不同的土壤、地底的不同活动情况也是抗震结构设计中需要考虑到的因素。所以在施工时,如果有必要,要对土壤进行压实等改造和加固。若当地正处于强烈的地震活动带和高危地区,那应该重新选址,避开地震活动带来建设工程。1976年的唐山大地震中,天津东面郊区的工业区处于软土带,建造于上面的混凝土厂房大部分都遭到严重的毁坏,而砖瓦房的破坏就相对比较轻微。这个例子充分说明“共振”破坏的存在。
4.5严格规范建筑物的高度和宽度
首先要严格控制建筑物的高度和宽度,在建筑施工之前,对于建筑设计超高或者高宽比不符合标准的应予严格的把控,对于高度接近限高或者高宽比接近不合标准,为了加强建筑物的稳定性和抗震能力应该在其底部增加一层竖向构件,一般情况下采用的竖向构件采用混凝土柱或者混凝土墙等。其次在进行建筑物抗震设计计算时候,采用的计算方法应该使用经过主管部门认定的符合建筑力学模型的方法,对于计算结果,应该满足建筑物的实际要求和基本规定。
4.6加强建筑结构的抗震加固措施
扩大截面、粘结外包型钢、绕丝法、锚栓锚固等直接加固方法是建筑结构的抗震加固措施的内容。施工人员应根据施工前抗震设计的要求将准备工作做好,在施工过程中,在建筑物的关键部位安装抗震装置,在建筑物竣工后,安装减震器。
结语
建筑工程行业在不断的发展中,需要从人文、历史、自然、社会和文化等角度,综合性的考察多种要求,集中做好建筑结构的设计工作,保证建筑结构的设计既符合人们的使用需求,又符合自然原理。在人类社会中,地震灾害是一种较为常见的灾害类型,一旦发生地震,会造成重大损失,建筑结构中的抗震设计就是为了更加有效的对抗地震灾害。建筑结构设计中合理的选择建筑场地,避开建筑密集和地形地势复杂地区,可有效规避地面沉降等带来的问题。为了更好的完成抗震设计,在地基设计中也要提高建筑抗震性能,处理地基尽量选择天然地基,加深建筑基础的埋设深度,保证建筑地基的稳固性。此外,建筑结构设计中的抗震设计还体现在房屋宽度设计、房屋高度设计、防震缝处理、屋顶设计以及墙体设计等方面,设计人员要从结构均衡性方面,保证结构刚性和结构质量的均匀分布,在平面和各个立面上综合性的体现出规则感,尽量减少复杂设计,以安全、稳固需求为主。
参考文献
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论文作者:吴煜
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第34期
论文发表时间:2019/4/4
标签:建筑结构论文; 建筑论文; 结构论文; 建筑物论文; 结构设计论文; 构件论文; 性能论文; 《建筑学研究前沿》2018年第34期论文;